本书主要介绍工控组态软件 MCGS 在各种典型控制系统中的具体应用。首先介绍了 MCGS 嵌入
版组态软件的安装过程和运行方式，并对 MCGS 软件系统的构成和各个组成部分的功能进行简要说
明，以便学生对 MCGS 系统的组态过程有全面的了解和认识。其次通过几个典型的案例来学习
MCGS，包括工程的建立、数据对象的定义、工程画面的编辑、动画连接、模拟仿真运行和 PLC 通
信连接。通过实例，详细展示了各种应用的设计、实施步骤及应用技巧。最后给出了 7 个实训，供
学生进行课后训练。
本书适合作为高职院校机电一体化、电气自动化等相关专业的教材，也可作为相关专业工程技术
人员的培训教材和参考用书。？

随着通信技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间。传统制
造业面临着数字化转型，基本设备的改建对工控组态软件的需求量非常大；另外，传统制
造业的改建、之前体系的改良和扩大也都需要工控组态软件的支持。
信息的快速发展给组态软件市场增加了巨大推动力，随着经济进展程度的不断提高，
信息化社会将带给组态软件很多的市场机遇。未来的传感器、数据收集装备、控制器的智
能化水平也会逐渐提高，对于工控组态软件的发展提出了更多的要求。
作为自动化控制技术的重要组成部分——嵌入式组态技术，可使大量的工业控制设备
或生产设备具有更多的自动化功能，是高技能型人才所必须掌握的基本要素。
本书将第一版采用的 MCGS 通用版更换为 MCGS 嵌入版，以 MCGS 嵌入版组态软件
为例，对原有的项目案例进行升级更新，详细介绍了使用 MCGS 工控组态软件进行组态设
计和调试的方法。本书不仅可以提高学生的学习兴趣和积极性，使学生真正掌握控制系统
的组成、工作原理和调试方法，同时还可以提高学生的工程经验，为学生尽快适应工作岗
位奠定坚实的基础，体现职业性、实践性和创新性。同时为了方便学习者在线学习，学习
者可通过扫描书中的二维码观看演示视频。
本书绝大部分内容都是编者根据多年的实验、实训项目开发经验编写完成的。全书共
分 7 章。第 1 章主要介绍 MCGS 组态软件系统的构成、运行方式，并对 MCGS 的安装过
程和工作环境做简要介绍，逐步讲解如何在 MCGS 组态环境下构造一个用户应用系统的过
程；第 2 章以抢答器控制系统为例，介绍抢答器的硬件电路设计、组态软件设计、模拟仿
真调试，以及 MCGS 组态软件和三菱 FX2N 型 PLC 的通信调试；第 3 章和第 4 章分别对
液体混合搅拌控制系统和交通灯监控系统的硬件电路设计、组态软件应用程序的开发过
程，以及与欧姆龙 CPM2AH PLC 的通信连接做详细说明；第 5 章和第 6 章分别对 MCGS、
触摸屏和西门子 S7-200 PLC 组成的自动线供料单元和分拣单元的硬件设计和软件编程进
行详细讲解，并介绍模拟量的比例换算问题及变频器的简单调试；第 7 章介绍由 MCGS
组态软件实现的小球运动轨迹等 7 个案例。II
本书为安徽省教育厅质量工程项目——省级规划教材（项目编号：2017ghjc315）。本
书由安徽职业技术学院谢军任主编，安徽水利水电职业技术学院单启兵、安徽机电职业学
院赵晓莹和芜湖职业技术学院蒋玲任副主编。具体编写分工：第 1 章、第 3 章、第 4 章由
谢军编写，第 5 章和第 6 章由单启兵编写，第 2 章由赵晓莹编写，第 7 章由蒋玲编写。本
书由谢军统稿，程周主审。
由于时间仓促，加之编者水平有限，疏漏和不妥之处在所难免，恳请广大读者提出宝
贵意见和建议。
 编 者
 2021 年 4 月？

第 1 章 MCGS 嵌入版组态软件介绍.......................................................................................... 1
1.1 MCGS 嵌入版组态软件入门....................................................................................................1
1.1.1 MCGS 嵌入版组态软件的概念....................................................................................1
1.1.2 MCGS 嵌入版软件的安装............................................................................................1
1.1.3 MCGS 嵌入版组态软件的体系结构............................................................................3
1.1.4 MCGS 软件的工作方式................................................................................................4
1.2 MCGS 嵌入版组态过程............................................................................................................5
1.2.1 工程的建立 ....................................................................................................................5
1.2.2 建立实时数据库 ............................................................................................................6
1.2.3 组态用户窗口 ................................................................................................................7
1.2.4 组态主控窗口 ..............................................................................................................13
1.2.5 组态设备窗口 ..............................................................................................................14
1.2.6 组态运行策略 ..............................................................................................................16
1.3 MCGS 嵌入版安全机制..........................................................................................................19
1.4 MCGS 嵌入版动画构件..........................................................................................................21
1.4.1 历史曲线 ......................................................................................................................21
1.4.2 实时曲线 ......................................................................................................................21
1.4.3 报警显示 ......................................................................................................................22
1.4.4 报警条和报警浏览 ......................................................................................................22
1.4.5 输入框和组合框 ..........................................................................................................23
1.4.6 动画按钮 ......................................................................................................................23
1.5 MCGS 嵌入版设备构件..........................................................................................................24
1.5.1 系统变量 ......................................................................................................................24
1.5.2 模拟设备 ......................................................................................................................25
1.6 MCGS 嵌入版内部函数..........................................................................................................25
1.6.1 字符串操作函数 ..........................................................................................................25
1.6.2 定时器操作函数 ..........................................................................................................27
1.6.3 系统操作函数 ..............................................................................................................29
1.6.4 运行环境操作函数 ......................................................................................................29
1.6.5 用户登录操作函数 ......................................................................................................30
1.6.6 数学函数 ......................................................................................................................31
小结....................................................................................................................................................31
第 2 章 抢答器监控系统........................................................................................................... 32
2.1 控制要求与方案设计...............................................................................................................32
2.1.1 控制要求 ......................................................................................................................32
2.1.2 方案设计 ......................................................................................................................33
2.2 抢答器系统硬件电路设计.......................................................................................................33
2.2.1 系统硬件设计 ..............................................................................................................33
2.2.2 PLC 的选择..................................................................................................................33
2.2.3 PLC I/O 分配表的设计................................................................................................34
2.2.4 PLC 外部接线图的设计..............................................................................................34
2.2.5 抢答器 PLC 程序的编写.............................................................................................35
2.3 抢答器系统组态软件设计.......................................................................................................35
2.3.1 创建工程 ......................................................................................................................35
2.3.2 定义数据对象 ..............................................................................................................36
2.3.3 制作工程画面 ..............................................................................................................39
2.3.4 动画连接 ......................................................................................................................44
2.3.5 模拟仿真运行与调试 ..................................................................................................48
2.4 MCGS 组态软件和三菱 FX2N 型 PLC 的通信调试.............................................................50
2.4.1 编制并调试 PLC 的控制程序.....................................................................................50
2.4.2 添加 PLC 设备.............................................................................................................58
2.4.3 设置 PLC 设备属性.....................................................................................................60
2.4.4 设备通道连接 ..............................................................................................................62
2.4.5 设备调试 ......................................................................................................................62
小结....................................................................................................................................................66
第 3 章 液体混合搅拌系统 ....................................................................................................... 67
3.1 控制要求与方案设计...............................................................................................................67
3.1.1 控制要求 ......................................................................................................................67
3.1.2 方案设计 ......................................................................................................................68
3.2 液体混合搅拌系统硬件电路设计...........................................................................................68
3.2.1 系统硬件结构 ..............................................................................................................69
3.2.2 PLC 的选择..................................................................................................................70
3.2.3 PLC I/O 分配表的设计................................................................................................70
3.2.4 PLC 外部接线图的设计..............................................................................................70
3.3 液体混合搅拌系统组态软件设计...........................................................................................71
3.3.1 创建工程 ......................................................................................................................71
3.3.2 定义数据对象 ..............................................................................................................71
3.3.3 制作工程画面 ..............................................................................................................73
3.3.4 动画连接 ......................................................................................................................80
3.3.5 模拟仿真运行与调试 ..................................................................................................86
3.4 MCGS 组态软件和欧姆龙 CPM2AH PLC 的通信调试 .......................................................92
3.4.1 编制并调试 PLC 的控制程序.....................................................................................92
3.4.2 添加 PLC 设备.............................................................................................................94
3.4.3 设置 PLC 设备属性.....................................................................................................95
3.4.4 设备通道连接 ..............................................................................................................98
3.4.5 设备调试 ......................................................................................................................99
小结....................................................................................................................................................99
第 4 章 交通灯监控系统......................................................................................................... 100
4.1 控制要求与方案设计.............................................................................................................100
4.1.1 控制要求 ....................................................................................................................100
4.1.2 方案设计 ....................................................................................................................100
4.2 交通灯系统硬件电路设计.....................................................................................................101
4.2.1 总体结构 ....................................................................................................................101
4.2.2 PLC 的选择................................................................................................................101
4.2.3 PLC I/O 分配表的设计..............................................................................................102
4.2.4 PLC 外部接线图的设计............................................................................................102
4.3 交通灯系统组态软件设计.....................................................................................................102
4.3.1 创建工程 ....................................................................................................................103
4.3.2 定义数据对象 ............................................................................................................103
4.3.3 制作工程画面 ............................................................................................................104
4.3.4 动画连接 ....................................................................................................................105
4.3.5 模拟仿真运行与调试 ................................................................................................110
4.4 MCGS 组态软件和欧姆龙 CPM2AH PLC 的通信调试 .....................................................113
4.4.1 编制并调试 PLC 的控制程序...................................................................................113
4.4.2 PLC 设备通道连接....................................................................................................116
4.4.3 设备调试 ....................................................................................................................116
小结..................................................................................................................................................116

第 5 章 供料单元的组态监控系统 .......................................................................................... 117
5.1 了解供料单元的结构和工作流程.........................................................................................117
5.2 供料单元主要硬件结构.........................................................................................................118
5.2.1 供料单元硬件选择 ....................................................................................................119
5.2.2 PLC I/O 分配表的设计..............................................................................................121
5.2.3 PLC 外部接线图的设计............................................................................................122
5.3 建立供料单元的工程项目.....................................................................................................122
5.3.1 定义数据对象 ............................................................................................................123
5.3.2 组态设备窗口 ............................................................................................................124
5.3.3 制作工程画面 ............................................................................................................127
5.4 联机设备调试运行.................................................................................................................137
小结..................................................................................................................................................138
第 6 章 分拣单元的组态监控系统 .......................................................................................... 139
6.1 了解分拣单元的结构和工作过程.........................................................................................139
6.2 分拣单元主要硬件结构.........................................................................................................140
6.2.1 分拣单元器材选择 ....................................................................................................140
6.2.2 PLC I/O 分配表的设计..............................................................................................145
6.2.3 PLC 外部接线图的设计............................................................................................146
6.3 建立分拣单元的工程项目.....................................................................................................146
6.3.1 定义数据对象 ............................................................................................................147
6.3.2 组态设备窗口 ............................................................................................................148
6.3.3 制作工程画面 ............................................................................................................148
6.4 联机设备调试运行.................................................................................................................162
小结..................................................................................................................................................162
第 7 章 基于 MCGS 组态软件的控制实训.............................................................................. 163
实训 1 用 MCGS 组态软件实现机械手自动控制.....................................................................163
实训 2 用 MCGS 组态软件实现水位控制.................................................................................169
实训 3 用 MCGS 组态软件实现货车装卸料控制.....................................................................173
实训 4 用 MCGS 组态软件实现三层电梯控制.........................................................................177
实训 5 用 MCGS 组态软件实现多级传送带控制.....................................................................182
实训 6 用 MCGS 组态软件实现小球运动轨迹.........................................................................186
实训 7 用 MCGS 组态软件实现电水壶加热.............................................................................191
参考文献................................................................................................................................... 196

？

第一主编谢军老师于2012年出版《组态技术应用教程》，并从2012年开始在学院机电一体化专业、电气自动化技术专业开设《组态技术》课程，并逐步拓展到新能源应用技术、应用电子技术等专业开设沿用至今。目前主持校级教学研究项目“《组态技术》课程教学资源的研究与实践”以及校级网络课程“组态技术”；并于近三年发表了与组态技术相关论文数篇。其中2015年4月在重庆科技学院学报（自然科学版）上发表“PLC和MCGS在太阳能自动跟踪系统中的应用。第二主编蒋玲老师获得2016年省级教学成果二等奖（排名第一）， 2015年省级教学成果一等奖（排名第二），2016年省级教学成果三等奖（排名第四）。2015-2017三年来指导学生参加职业技能大赛获得全国一等奖2项（2015年现代电气控制系统安装与调试，2017年光伏电子工程的设计与实施），全国二等奖2项（2016年现代电气控制系统安装与调试，2017年工业机器人技术应用），安徽省一等奖3项（2015年现代电气控制系统安装与调试，2016年现代电气控制系统安装与调试，2017年光伏电子工程的设计与实施），安徽省二等奖3项（2016自动化生产线安装与调试，2017工业机器人技术应用、2017自动化生产线安装与调试）并主持多项省级及校级教科研项目，主持2016年高校优秀中青年骨干人才国内外访学研修重点项目、2015校级科研项目“基于PLC的汽车歧管检测与打标机一体机的研究”、省级大规模在线开放课程（MOOC）示范项目《现代电气控制技术》以及省级大学生创客实验室建设项目。在国内期刊上发表多篇学术论文。副主编赵晓莹老师一直长期从事学校的《组态技术》课程的教学工作，致力于学校的教科研项目、实验实训建设。2015年安徽省高职院校技能大赛智能电梯装调与维护项目比赛一等奖优秀指导老师奖；2015年安徽省教学成果二等奖“立足技能开发，增强创新实践”（排名第二）；主持安徽省2015年度质量工程(MOOC)项目：工控网络技术(MOOC)开发（项目编号：2015mooc210）； 主持2016年安徽省高校自然科学研究重点项目：污水处理过程溶解氧浓度的建模与智能控制策略研究及监控平台开发（项目编号：KJ2016A140）。？

高职院校机电一体化、电气自动化等相关专业？？